一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法技术

本发明专利技术属于钕铁硼永磁材料技术领域，具体涉及一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法；包括以下具体步骤：调节电泳池电源电压至50

【技术实现步骤摘要】
一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法


[0001]本专利技术属于钕铁硼永磁材料
，具体涉及一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法。

技术介绍

[0002]钕铁硼磁体是以金属间化合物Nd2Fe
14
B为基础的磁体，主要成分为稀土(Nd)、铁(Fe)、硼(B)。其中稀土Nd为了获得不同性能可用部分镝(Dy)、镨(Pr)等其他稀土金属替代，铁也可被钴(Co)、铝(Al)等其他金属部分替代，硼的含量较小，但却对形成四方晶体结构金属间化合物起着重要作用，使得化合物具有高饱和磁化强度，高的单轴各向异性和高的居里温度。烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能，广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域，较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。
[0003]目前较为成熟的是对4mm厚度以下的薄片实施重稀土元素的扩散来提高烧结钕铁硼磁体的内禀矫顽力；但针对4mm及以上厚度的磁体的性能提升却受到扩散深度等方面的限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于提供一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法，通过使用电泳沉积和热处理工艺使烧结钕铁硼磁体性能不受晶界扩散深度影响。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法，包括以下具体步骤：
[0007]S1、向电泳池内加入无水乙醇，并依次加入氟化铽粉末和氧化铝粉末，充分搅拌并超声分散，其中氟化铽粉末质量浓度为20/>‑
30g/L，氧化铝粉末质量浓度为0.1
‑
1.0g/L；
[0008]S2、向电泳池内加入聚乙烯亚胺和正丁胺，充分超声分散后，使聚乙烯亚胺质量百分比浓度为0.2
‑
0.8％，正丁胺质量百分比浓为0.5
‑
1.0％；
[0009]S3、向电泳池内加入聚乙烯醇缩丁醛并充分超声分散，制成稳定的扩散源悬浮液；其中，聚乙烯醇缩丁醛质量浓度为0.05
‑
0.8g/L；
[0010]S4、去除烧结钕铁硼磁体表面的油污和杂质，热风吹干后夹持在电泳池的负电极上作为阴极，将铜板夹持在电泳池的正电极上作为阳极；
[0011]S5、调节电泳池电源电压至50
‑
120V；扩散源悬浮液中的氟化铽粉末和氧化铝粉末向烧结钕铁硼磁体泳动，通电3
‑
10min，在烧结钕铁硼磁体表面形成沉积膜；
[0012]S6、将附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体取出，并在80
‑
90℃下保温50
‑
80min，使沉积膜固结于烧结钕铁硼磁体表面；
[0013]S7、将附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体放入真空热处理设备内，将真空热处理设备内抽真空至1Pa，将真空热处理设备内部温度调整至800℃
‑
900℃,后对其内部抽真空使真空度为0.5
×
10
‑3Pa
‑5×
10
‑3Pa，且真空热处理时长为12
‑
20h；真空热处理结束10分钟时，
向其内部充入氩气使附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体快速降温；
[0014]其中，沉积膜内的氧化铝粉末受热率先熔化，铝离子进入烧结钕铁硼磁体表面晶粒边界形成富钕相薄层，促进沉积膜内的氟化铽粉末中的铽离子在烧结钕铁硼磁体表面扩散；
[0015]S8、将真空热处理设备内部温度调整至500℃
‑
620℃，并对其内部抽真空使真空度为0.5
×
10
‑2Pa
‑5×
10
‑2Pa，再次进行真空热处理，促进烧结钕铁硼磁体表面晶粒边界形成连续的富钕相薄层，且处理时长为1
‑
4h；
[0016]真空热处理完成后沉积膜内的氧化铝粉末和氟化铽粉末在烧结钕铁硼磁体表面完成晶界扩散，制得高矫顽力烧结钕铁硼磁体。
[0017]进一步地，所述S1中，无水乙醇溶液中氟化铽浓度为25g/L，氧化铝浓度为0.5g/L。
[0018]进一步地，所述S2中，无水乙醇溶液中聚乙烯亚胺浓度为0.60％，正丁胺浓度为0.72％。
[0019]进一步地，所述S1中，氟化镝粉末可以更换为氟化铽粉末、氧化镝粉、氧化铽、氧化镨粉末、氧化钕粉末、氢化镝粉末或为氢化铽粉末；
[0020]氧化铝粉末可以更换为氧化镁粉末、氧化镓粉末、氧化铜粉末或氧化锌粉末。
[0021]进一步地，所述S1中，无水乙醇溶液可以更换为乙二醇丁醚溶液、正丙醇溶液或正丁醇溶液中的一种或两种以上。
[0022]进一步地，所述S3中，聚乙烯醇缩丁醛可以更换为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮、酚醛树脂或环氧树脂或聚氨酯；
[0023]聚乙烯亚胺和正丁胺均可以更换为三乙醇胺、正丁醇、十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵其中的一种或两种。
[0024]进一步地，所述S4中，依次通过除油、除锈、酸洗、二级漂洗的流程去除烧结钕铁硼磁体表面的油污和杂质。
[0025]进一步地，所述S4中，电泳池内烧结钕铁硼磁体与铜板之间间距为20
‑
30mm。
[0026]进一步地，所述S6中，将附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体转移至电热鼓风干燥箱内，并在80
‑
90℃下保温50
‑
80min，使沉积膜固结于烧结钕铁硼磁体表面。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0028]1、本专利技术中，将氧化铝粉末和氟化铽粉末作为扩散源，并采用电泳沉积法将氧化铝粉末和氟化铽粉末组成的扩散源沉积在烧结钕铁硼磁体表面形成沉积膜，再通过真空热处理设备对带有沉积膜的烧结钕铁硼磁体进行热处理，氧化铝粉末熔点低于氟化铽粉末的熔点，氧化铝粉末在真空热处理过程中率先受热融化并进入烧结钕铁硼磁体晶界相内，促进钕铁硼晶粒间连续富钕相薄层晶界相的形成，为氟化铽的扩散提供了更通畅的晶界扩散通道；在本专利技术中，同一厚度为10mm的烧结钕铁硼磁体在进行电泳和热处理时前后，内禀矫顽力能够提升100.5％，显著的提高了烧结钕铁硼磁体的内禀矫顽力；同时在1000μm的扩散深度下，烧结钕铁硼磁体内的铽的浓度依旧良好，相较于普通回火烧结钕铁硼磁体的500μm最大扩散深度，本专利技术显著的增加了晶界扩散深度，进一步使得烧结钕铁硼磁体性能不受晶界扩散深度影响，从而克服了现有技术中，4mm及以上厚度的磁体性能受扩散深度影响的问题。
[0029]2、本专利技术中使用电泳沉积法在烧结钕铁硼磁体表面形成沉积膜，电泳沉积法不受
烧结钕铁硼磁体外观形状的限制，方便对沉积膜的厚度进行控制；通过真空热处理设备处理带沉积膜的烧结钕铁硼磁体，不仅促进了扩散源在烧结钕铁硼磁体表面晶界扩散速度，还能够实现除气、无氧化处理，有助于增加烧结钕铁硼磁体的稳定性。
[0030]3、本专利技术中，使用聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1、向电泳池内加入无水乙醇，并依次加入氟化铽粉末和氧化铝粉末，充分搅拌并超声分散，其中氟化铽粉末质量浓度为20
‑
30g/L，氧化铝粉末质量浓度为0.1
‑
1.0g/L；S2、向电泳池内加入聚乙烯亚胺和正丁胺，充分超声分散后，使聚乙烯亚胺质量百分比浓度为0.2
‑
0.8％，正丁胺质量百分比浓为0.5
‑
1.0％；S3、向电泳池内加入聚乙烯醇缩丁醛并充分超声分散，制成稳定的扩散源悬浮液；其中，聚乙烯醇缩丁醛质量浓度为0.05
‑
0.8g/L；S4、去除烧结钕铁硼磁体表面的油污和杂质，热风吹干后夹持在电泳池的负电极上作为阴极，将铜板夹持在电泳池的正电极上作为阳极；S5、调节电泳池电源电压至50
‑
120V；扩散源悬浮液中的氟化铽粉末和氧化铝粉末向烧结钕铁硼磁体泳动，通电3
‑
10min，在烧结钕铁硼磁体表面形成沉积膜；S6、将附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体取出，并在80
‑
90℃下保温50
‑
80min，使沉积膜固结于烧结钕铁硼磁体表面；S7、将附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体放入真空热处理设备内，将真空热处理设备内抽真空至1Pa，将真空热处理设备内部温度调整至800℃
‑
900℃,后对其内部抽真空使真空度为0.5
×
10
‑
3Pa
‑5×
10
‑
3Pa，且真空热处理时长为12
‑
20h；真空热处理结束10分钟时，向其内部充入氩气使附着有沉积膜的烧结钕铁硼磁体快速降温；其中，沉积膜内的氧化铝粉末受热率先熔化，铝离子进入烧结钕铁硼磁体表面晶粒边界形成富钕相薄层，促进沉积膜内的氟化铽粉末中的铽离子在烧结钕铁硼磁体表面扩散；S8、将真空热处理设备内部温度调整至500℃
‑
620℃，并对其内部抽真空使真空度为0.5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石春梅，邹光荣，郭宝红，姜战军，米珍珍，
申请(专利权)人：西安西工大思强科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：